비침습 혈당 측정을 위해 시도되는 방법들 - NIR 분광 분석법
혈액내에 있는 포도당을 측정하기 위해서는 피부에 상처를 내어 정맥혈이나 모세혈을 채취한 후 측정하거나 측정 센서를 피하에 삽입하여 측정해야 합니다. 혈액을 채취하는 방법은 혈액내에 있는 포도당의 농도를 직접 측정하는 방법이고 피하에 센서를 삽입해서 측정하는 방법은 체액내에 있는 포도당의 농도를 측정하여 혈액내의 포도당 농도를 추정하는 방식입니다. 두 방법 모두 포도당 분자의 양을 직접 정량하여 혈당을 측정하는 방법입니다. 비침습적인 방법으로 혈당을 측정하기 위해서 시도되는 방법들은 혈액 또는 체액내의 포도당의 농도를 직접 측정하는 방식과 포도당의 농도를 간접적으로 측정하는 방법으로 나눌 수 있습니다. 직접적으로 측정하는 방법들은 광학적인 방법을 이용하여 포도당의 농도를 측정하는 방식이고 간접적으로 측정하는 방법은 포도당으 변화에 의해 일어나는 생리적인 변화를 측정하여 포도당의 농도를 추정하는 방식입니다. 먼저 직접적으로 포도당의 농도를 측정하는 방식을 살펴 보도록 하겠습니다. 직접적인 측정 방식은 바꿔서 말하면 빛을 이용하여 측정하는 방식이라고 할 수 있습니다. 인체 조직 - 주로 피부-에 빛을 쪼여서 반사되거나 산란되는 빛을 분석해서 피부 조직내에 있는 포도당의 농도를 측정하는 방식입니다. 이를 위해 가장 많이 시도되는 방식은 근적외선 (NIR) 분광 분석법입니다. 2023년초 불룸버그 보도에 따르면 Apple도 이 방식을 이용해 비침습 혈당 측정법을 개발한다고 합니다. NIR 분광 분석법은 원래 화학물질의 종류를 결정하는 정성분석에 사용되는 분석 방법입니다. NIR 분광 분석법은 화학 물질의 특정한 작용기에 따라 분자의 진동에너지가 다른 성질을 이용하는 방법입니다. 각 분자들은 마치 지문(finger printing)과 같이 특정한 작용기들을 포함하고 있으므로 NIR 분광 분석을 통해 각 분자들의 지문을 파악한다고 볼 수 있습니다. 여러 파장의 빛을 화학 물질에 조사했을때 흡수되는 빛의 파장을 측정하여 분석물에 포함된 화학물질의 종류를 밝히게 됩니다. 포도당 분자는 탄소와 수소, 산소 원자로 이루어진 분자이고 이 분자는 몇가지 특유의 작용기를 갖고 있습니다. 각 작용기별로 흡수하는 파장이 다르므로 어떤 파장의 빛이 흡수 되었는지 파악을 하면 포도당의 유무를 확인할 수 있으며 빛이 흡수되는 양은 분자의 양에 비례하므로 정확한 흡광도를 측정하면 포도당의 양도 알 수 있습니다. 포도당이 어느 파장의 빛을 잘 흡수하는지 알고 그 파장의 빛이 흡수된 양을 안다면 측정하고자 하는 시료에 있는 포도당의 양을 측정할 수 있습니다.
